机械工程文萃：2024 年 1 月 3 日星期三，抗拉强度和屈服强度详解

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机械工程文献-6-2024 年 1 月 3 日星期三

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拉伸强度和屈服强度

抗拉强度

抗拉强度

拉伸强度（бb）是指材料在断裂前能够承受的最大应力值。

当钢材屈服到一定程度时，由于内部晶粒的重新排列，其抵抗变形的能力再次增加。虽然此时变形发展很快，但只能随着应力的增加而增大，直至应力达到最大值。此后，钢材抵抗变形的能力显着降低，在最薄弱处发生较大的塑性变形，试件截面迅速收缩，引起颈缩直至断裂失效。钢材在拉力作用下断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。

单位：kN/mm2（单位面积公斤力）

拉伸强度：拉伸刚度。

拉伸强度 = Eh，其中 E 是杨氏模量，h 是材料厚度

目前国内测量拉伸强度最常用的方法是使用万能材料试验机测量材料的拉伸/压缩强度！

抗拉强度

拉伸强度是指材料产生最大均匀塑性变形时的应力。

(1)拉伸试验中，试样直至断裂时所承受的最大拉应力为抗拉强度，结果以MPa表示。有些人错误地将其称为拉伸强度、拉伸强度等。

(2)用仪器测试样品的拉伸强度时，可同时获得拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等数据。

(3)抗拉强度的计算：

σt = p/(b×d)

式中，σt为抗拉强度（MPa）； p为最大载荷（N）； b——试样宽度（mm）； d为试样厚度（mm）。

注：计算中使用的面积是试件断裂时的原始横截面积，而不是断裂后的端口横截面积。

屈服强度

材料拉伸应力-应变曲线

屈服强度是材料屈服的临界应力值。

(1)对于有明显屈服现象的材料，屈服强度为屈服点（屈服值）处的应力；

(2)对于屈服现象不明显的材料，应力与应变的线性关系的极限偏差达到规定值(通常为0.2%永久变形)时的应力。通常作为固体材料力学性能的评价指标，是材料的实际使用极限。由于材料屈服后收缩，应变增大，导致材料失去原有功能。公众号“机械工程文献”，工程师的加油站！

当应力超过弹性极限时，变形迅速增大。除弹性变形外，还会发生一些塑性变形。当应力达到B点时，塑性应变急剧增大，曲线上出现一个小的波动平台。这种现象称为屈服。此阶段的最大和最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的值比较稳定，因此被用作材料抵抗力的指标，称为屈服点或屈服强度（σs或σ0.2）。

有些钢（如高碳钢）没有明显的屈服现象。通常用发生少量塑性变形（0.2%）时的应力作为钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（屈服强度）。

首先解释一下材料的受力变形。材料的变形分为弹性变形（去除外力后能恢复原来的形状）和塑性变形（去除外力后不能恢复原来的形状，形状发生变化）

屈服强度对应于屈服点。屈服点是指金属发生塑性变形的点，相应的强度成为屈服强度。许用应力是指机械零件使用时，出于安全原因，屈服应力除以安全系数。拉伸强度是指材料抵抗外力的能力，一般是拉伸试验中断裂时的强度。

其换算关系为：

许用应力=屈服强度/安全系数

拉伸和压缩试验主要采用屈服强度和拉伸强度。

和温度有很大关系。一般来说，随着温度升高，材料的强度降低。

抗拉强度：

当钢材屈服到一定程度时，由于内部晶粒的重新排列，其抵抗变形的能力再次增加。虽然此时变形发展很快，但只能随着应力的增加而增大，直至应力达到最大值。此后，钢材抵抗变形的能力显着降低，在最薄弱处发生较大的塑性变形，试件截面迅速收缩，引起颈缩直至断裂失效。钢材受拉断裂前的最大应力值（b点对应的值）称为强度极限或抗拉强度

屈服强度：

当应力超过弹性极限时，变形迅速增大。除弹性变形外，还会发生一些塑性变形。当应力达到B点时，塑性应变急剧增大，曲线上出现一个小的波动平台。这种现象称为屈服。此阶段的最大和最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的值比较稳定，因此用作材料抵抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。